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一個《超低噪聲的電壓基準器件》的技術訣竅無償提供

(2022-04-07 05:36:16) 下一個

代發說明,我的朋友有一個技術訣竅,現在因為年老體衰,想把這個技術無償貢獻出來,隻要提供真實身份即可聯係。請先與我‘悄悄話’聯係。

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               一個《超低噪聲的電壓基準器件》的技術訣竅無償提供  

    我在普通《齊納穩壓二極管》(Zener diode)的基礎上,使用普通工藝,在結構上略加改進,研製成功《超低噪聲的電壓基準器件》,特別是采取了一個技術訣竅(未公開),使噪聲電壓達到了1微伏以下。

穩壓管可以簡化穩壓電路,應用範圍很廣。對穩壓管的要求就是輸出電壓穩定,特別是在高端要求的場合,比如衛星的電壓基準,七位以上數字電壓表,可控熱核反應的托克馬克裝置的恒流源等等,都要求精度很高的穩壓管。影響穩壓管輸出電壓穩定的因素有兩個,一個是穩壓管的溫度係數,就是穩壓管的輸出電壓和溫度變化的關係,溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度係數(單位:﹪/℃)。一般說來穩壓值低於6V屬於齊納擊穿,溫度係數是負的;高於6V的屬雪崩擊穿,溫度係數是正的,因此隻要仔細調整擊穿電壓,不太困難的就得到過溫度係數很低的穩壓管,(還有一個辦法是在使用中把溫度係數相反的兩個穩壓管串聯使用,不再贅述)。另外一個重要因素就是穩壓管的噪聲電壓,即穩壓管的實時瞬間電壓的起伏,它與二極管的表麵狀態密切相關,在通常的半導體工藝中,最後的表麵都是二氧化矽,其中又常常被環境中的鈉離子汙染,而鈉離子在二氧化矽中又不太穩定,狀態常常有起伏移動,鈉離子靜電感應的結果使擊穿電壓也就起伏,數量級大約幾百微伏。為了減少這種噪聲,一般是設法1)減少鈉離子汙染(追求超潔淨環境) 2)固定鈉離子在二氧化矽中的狀態  3)以氮化矽或者氧化鋁代替二氧化矽覆蓋表麵。其他因素與少數載流子的傳輸狀態也有關係,如晶格缺欠和載流子質量等等。

上述降低表麵影響的辦法都是治標,治本的辦法是把PN結掩埋起來,遠離表麵,噪聲電壓自然就小了。我在上個世紀80年代聽說國家急需高精度穩壓管,當時是在禁運範圍的。雖然是個小器件,也要先研究它的內在規律,在前人的基礎上再進一步。依靠理論分析,我設計了兩種類型。製造方法是巧妙的控製矽表麵的硼磷的含量分布(見2型示意圖),

這在工藝上很容易實現。發現這種埋層二極管結構的穩壓管,工藝簡單,降低了對環境的超淨要求,普通半導體工廠即可,抗過載電流能力大大增加(就是不容易燒壞),動態電阻也可以降低,成品率卻大幅度提高,更明顯的是噪聲電壓大幅度降低,很容易達到10微伏量級。我還考慮少數載流子的傳輸模型,采取適當措施(即1型‘訣竅’),生產出高端產品,經當時的中科院物理所“國家微小信號測試基地”陳佳圭博導測試,噪聲電壓達到1微伏或者以下(當時的測量極限)。另有單位在靜電屏蔽室測量發現:推測可能到0.1微伏,特別是這種《超低噪聲的電壓基準器件》“高端產品的挑選率”很高,大大明顯優於當時著名國外產品XX605的《挑選率》,打破了對我國的禁運和封鎖,用於國家重點工程,獲得國家發明獎,“新聞聯播”曾經報導。最近經過與有關專家交流,這個器件的噪聲電壓,現在仍然是最好水平。這個兩端器件,比現在流行的三端器件最大優點是所用元件少,線路簡單,因而可靠性大大提高。
    上個世紀80年代後期我離開了半導體行業,對此就無暇關注了。最近偶然發現國內穩壓管好像沒有采用這個技術,基本上還是低端產品。
    現在所在地區疫情嚴重,我年事已高,眼睛黃斑病變,原來希望把這些【技術訣竅】優先貢獻給國內半導體廠家,不僅能夠進一步提高成品率和可靠性,而且在低噪聲上能夠有自己的特點,使產品更具競爭性。疫情危機之下,為了不把這個技術帶給上帝,現在也可以考慮給【所有】半導體廠家,隻要提供真實身份,也可以給個人申請專利(因此目前不能公開訣竅,否則就沒有新穎性不能申請專利了)。希望了解有關工藝細節的廠家請與我聯係,也歡迎中介幫助聯係。

 

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